Bioprospeccion_de_bacterias_acido_lactic

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ISSN: 2077-172X 
e-ISSN: 2410-891X
Volumen 12 - Nº2
julio-diciembre 2020
http://revistas.ucv.edu.pe/index.php/UCV-SCIENTIA
Bioprospección de bacterias ácido 
lácticas productoras de biofloculante 
aisladas de jugo de caña residual
Magaly De La Cruz Noriega1, Medardo Alberto Quezada Alvarez2
Recibido: 12-06-2020
Aceptado: 28-09-2020
DOI: https://doi.org/10.18050/revucv-scientia.v12i2.912
Cómo citar: De La Cruz Noriega, M. Quezada Álvarez, M. (2020) Bioprospección de 
bacterias ácido lácticas productoras de biofloculante aisladas de jugo de caña residual. UCV-
Scientia (12) 2, pág 121 -135. doi: 10.18050/revucv-scientia.v12i2.912
1Ms. Universidad César Vallejo (Perú). mdelacruzn@ucvvirtual.edu.pe ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3826-2140
2Dr. Universidad César Vallejo (Perú). maqa69@hotmail.com ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0215-5175
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UCV-Scientia 12(2). 2020
Bioprospección de bacterias ácido 
lácticas productoras de biofloculante 
aisladas de jugo de caña residual
Magaly De La Cruz Noriega1
Medardo Alberto Quezada Alvarez2
Resumen
El objetivo fue aislar bacterias ácidas lácticas (BAL), productoras de biofloculante, a partir del jugo de caña residual. 
Por ello, las muestras de jugo de caña se obtuvieron a partir de 15 muestras de tallo de caña residual muestreadas 
al azar. Luego se procedio al asilamiento de las BAL mediante técnicas de microbiología convencional, para lo cual 
se empleó el medio de cultivo Agar Mayeux, Sandine y Elliker (MSE) a pH 7.2 y un tiempo de incubación de 30°C 
por 48 horas. Posterioremente, se realizó los cultivos puros a partir de las colonias características de Leuconostoc 
mesenteroides (colonias gomosas, viscosas, traslucidas y cremosas) para su identificación bioquímica de acuerdo 
al Manual de determinacion bacteriológica de Bergey’s. Para la identificación y selección de L. mesenteroides subsp. 
mesenteroides se realizó de acuerdo al método estadístico coeficiente Kappa, con la finalidad de utilizarla en la 
producción de dextrano (bioflcoulante) en un biorreactor aireado-agitado (Marca Aplikon). La pureza del dextrano 
se realizó mediante la técnica FT-IR el cual se comparó con el espectro de dextrano puro producido por la cepa 
NRRL P-640. Se logró aislar 4 cepas de Leuconostoc mesenteroides, LM (01-04), de las cuales la cepa LM03 se 
identificó como L. meenteroides subsp. mesenteroides. Los valores de dextrano producidos por LM03 fueron de 
26.87 g/L a las 80 horas (concentración máxima) y 2.61 g/L a las 4 horas (concentración minima). El dextrano 
producido por LM03 es puro de acuerdo al análisis FT-IR. En conclusión, se logró aislar a la BAL L. mesenteroides 
subsp. mesenteroides (cepa LM03), la cual tuvo la capacidad de producir dextrano, el cual puede ser utilizado 
como biofloculante con distintos usos biotecnológicos e industriales.
Palabras clave: Bioprospección; biofloculante; Leuconostoc mesenteroides; bacterias ácido lácticas; dextrano.
1Ms. Universidad César Vallejo (Perú). mdelacruzn@ucvvirtual.edu.pe ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3826-2140
2Dr. Universidad César Vallejo (Perú). maqa69@hotmail.com ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0215-5175
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1Ms. Universidad César Vallejo (Perú). mdelacruzn@ucvvirtual.edu.pe ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3826-2140
2Dr. Universidad César Vallejo (Perú). maqa69@hotmail.com ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0215-5175
Bioprospection of bioflocculant-
producing lactic acid bacteria isolated 
from residual sugar cane juice
Magaly De La Cruz Noriega1
Medardo Alberto Quezada Alvarez2
Abstract
The objective was to isolate bioflocculant-producing lactic acid bacteria (LAB) from residual sugarcane juice. 
For this reason, sugarcane juice samples were obtained from 15 randomly sampled residual sugarcane stalk 
samples. The isolation of LAB was then carried out by means of conventional microbiology techniques, using 
Agar Mayeux, Sandine and Elliker (MSE) culture medium at pH 7.2 and an incubation time of 30°C for 48 hours. 
Subsequently, pure cultures were made from the characteristic colonies of Leuconostoc mesenteroides (rubbery, 
viscous, translucent and creamy colonies) for their biochemical identification according to Bergey’s Manual of 
Bacteriological Determination. The identification and selection of L. mesenteroides subsp. mesenteroides was 
carried out according to the Kappa coefficient statistical method, with the purpose of using it in the production of 
dextran (bioflocculant) in an aerated-agitated bioreactor (Aplikon brand). The purity of the dextran was determined 
using the FT-IR technique, which was compared with the spectrum of pure dextran produced by the strain NRRL 
P-640. Four strains of Leuconostoc mesenteroides, LM (01-04) were isolated, of which the strain LM03 was 
identified as L. meenteroides subsp. mesenteroides. The dextran values produced by LM03 were 26.87 g/L at 
80 hours (maximum concentration) and 2.61 g/L at 4 hours (minimum concentration). The dextran produced by 
LM03 is pure according to FT-IR analysis. In conclusion, it was possible to isolate BAL L. mesenteroides subsp. 
mesenteroides (strain LM03), which had the capacity to produce dextran, which can be used as a bioflocculant 
with different biotechnological and industrial uses.
Keywords: Bioprospection; bioflocculant; Leuconostoc mesenteroides; lactic acid bacteria.
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INTRODUCCIÓN
Los biofloculantes son polímeros de alto peso molecular 
y suelen ser producidos por algunos microorganimos 
(Feng et al.,2008; Wu & Ye,2007). Estos biofloculantes 
pueden ser biopolímeros extracelulares (EPS) y pueden 
estar constituidos por proteínas, carbohidratos y 
lipidos, y variaran en su proporción de acuerdo al género 
microbiano que los produce; además, poseen ventajas 
sobre otros floculantes de carcateristicas no biológicas. 
(Friedman et al., 1969; Vatansever, 2005; Cosa, 
2010; Salehizadeh & Yana, 2014). Son empleados 
principalmente para la potabilización convencional de 
agua, para el lodo biodegradado en la agricultura y el 
tratamiento de efluentes; además, se pueden aplicar en 
procesos posteriores de las industrias de fermentación 
(García, 2007; Okaiyeto et al., 2016). El potencial 
industrial de los biofloculantes se ha reconocido 
desde hace mucho tiempo debido a su inocuidad, 
biodegradabilidad y falta de contaminación secundaria 
de sus intermedios degradantes (Wang et al.,2011).
Existen varios estudios donde han utilizado 
biofloculantes como una alternativa a los floculantes 
químicos utilizados en el tratamiento efluentes y aguas 
residuales, por ejemplo, Suryani et al. (2011), en su 
trabajo de caracterización de biofloculantes obtenidos 
de bacterias aisladas de aguas contaminadas, evaluó 
el origen bacteriano y la optimización de la floculación. 
Como resultado de su investigación encontró que 
Chromobacterium violaceum y Citrobacter koseri 
mostraron una alta actividad floculante (68.9% y 
71.3%). Por otro lado, Zhao et al. (2013) evaluaron 
el potencial de un nuevo biopolímero intracelular 
producido por Klebsiella pneumoniae denominado 
MBF-5, la cual fue aislada de una muestra de esputo 
con la finalidad de remover quistes de Acanthamoeba, 
potente patógeno que prevalece en el agua, el suelo, el 
aire y el polvo. También se demostró que la presencia de 
cationes no mejoró la floculación y que los principales 
componentes del bioplolímero de MBF-5 fueron 
polisacáridos y proteínas con una proporción de 96.8%. 
y 2.1% respectivamente.
En la caña de azúcar (Saccharum officinarum L) es 
posible encontrar una amplia diversidad microbiana, 
siendo comunes las bacterias productoras del ácido 
láctico a partir de la fermentación de la sacarosa, 
también llamadas bacterias ácido lácticas BAL (Mulet et 
al., 2010).
Las BAL como los géneros Leuconostoc, Lactobacillus, 
Streptococcus y especiesde Weissella producen 
principalmente dextranos que difieren en el tipo de 
enlace glucosídico, el grado y tipo de ramificación, 
longitud de la cadena, distribución del peso molecular 
y conformación de la cadena polimérica (Capek et 
al.,2011; Freitas et al., 2011). Según su composición 
química, estos biopolímeros se clasifican en: (a) 
homopolisacáridos, compuestos por un solo tipo de 
monosacárido o (b) heteropolisacáridos, que contienen 
dos o más tipos diferentes de monosacáridos (Besrour-
Aouam et al., 2019).
Las dextranas tienen una consistencia gomosa 
o muciforme, son polisacáridos de elevado peso 
molecular, formados por al menos 50% glucosas unidas 
por enlaces α-1.6, con ramificaciones enlazadas α-1.3, 
aunque puede presentar otras unidas α-1.2 o α-1.4 
y sus pesos moleculares oscilan entre 15,000 a 2, 
000,000 o más (Barker,1990). El género Leuconostoc 
tiene cepas que son buena sproductoras de dextrano, 
por ejmeplo, Leuconostoc mesenteroides DRP105 
aislado de jugo de chucrut chino es un buen productor 
intensivo de dextrano.otro ejemplo es L. mesenteroides 
CMG713, quien produjo un máximo dextrano después 
de 20 horas de incubación a 30ºC con 15% de 
sacarosa a pH 7.0 (Du et al., 2020). Por outro lado, el 
dextrano producido por L. mesenteroides NRRL B512F 
y L. mesenteroides NRRL B1299 se han caracterizado 
y clasificado bien. El dextrano de L. mesenteroides 
B512F contiene 95% de enlaces α-(1 → 6) y 5% 
de enlaces ramificados α- (1 → 3); mientras que el 
dextrano insoluble de L. mesenteroides 1299 contiene 
63% de enlaces α- (1 → 6), 27% de α- (1 → 2) y 8% 
de enlaces α- (1 → 3) (Sarwat et al., 2008).
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Cierto grupo de estos coagulantes tienen propiedades 
antimicrobianas, reduciendo o eliminando el número 
de microorganismos patógenos susceptibles de causar 
enfermedades garantizando la inocuidad para el ser 
humano; de esta manera, otras características como 
alta efectividad, fácil descomposición, disminución de 
productos contaminantes secundarios, eficiencia en 
la remoción de color y sus amplias área de aplicación 
han ocasionado actualmente un notorio uso de 
biofloculantes (Pan et al., 2009).
Por todo lo expuesto, la presente investigación tuvo 
como objetivo la bioprospección de bactérias acido 
lácticas productoras de dextrano a partir de jugo de caña 
residual, con la finalidad de obtener un biofloculante el 
cual puede ser utilizado para usos biotecnológicos e 
industriales debido a su compatibilidad con el medio 
ambiente.
MATERIALES Y MÉTODOS
2.1.- Material 
2.1.1.- Material biológico
Estuvo conformada por muestras del jugo de caña 
procedentes de tallos en descomposición con presencia 
de sustancia gomosa presentes en Saccharum 
officinarum “Caña de azúcar” (Caro, 2013), las que se 
recolectaron al azar a partir de diversos cultivares; de la 
Azucarera Agroindustrial Casa Grande S AA.
2.2.- Técnicas
2.2.1.- Procesamiento de las muestras de Caña de 
azúcar
Se recolectó 15 muestras de tallos afectados 
(descompuestos y com presencia de sustância gomosa) 
cortados cuidadosamente, se colocaron en bolsas de 
polipropileno de primer uso; rotulándose cada muestra 
colectada, y se trasladaron al Instituto de Investigación 
de la Universidad César Vallejo. Cada muestra se procesó 
hasta obtener jugo y en condiciones asépticas se realizó 
una coloración de Gram (Madigan et al., 1997).
2.2.2.- Aislamiento de la BAL Leuconostoc sp.
Se tomó una alícuota de 1 ml de jugo de caña de azúcar y 
se procedió a realizar diluciones en tubos que contenían 
9 ml de solución salina fisiológica estéril, hasta llegar a 
la dilución de 105, para luego tomar de la última dilución 
0,1 ml de muestra y sembrarlo por duplicado mediante 
la técnica de siembra por superficie en Agar MSE a pH 
6.7, incubando a 30°C por 48 horas.
Se seleccionaron las cepas bacterianas que mostraron 
mayor crecimiento, producción de goma, colonias de 
forma circular, superficie lisa, traslúcida, color crema, 
consistencia viscosa, las que fueron repicadas en Caldo 
MSE a pH 6.7 siendo incubados a 30° C por 48 horas 
y conservados en refrigeración (Caro, 2013).
2.2.3.- Identificación de Leuconostoc 
mesenteroides subsp. mesenteroides
Aquellos microorganismos que fueron seleccionados 
se identificaron en función al protocolo de pruebas 
de identificación bioquímicas y diferenciales, según el 
Manual de determinación bacteriológica de Bergey’s 
(Holt et al., 1994). 
A partir de las colonias obtenidas se realizó la tinción 
Gram (+), tinción de endosporas (-) y tinción de cápsula 
(+), y las pruebas de catalasa y oxidasa (-) (Mora, 
1995). 
2.2.4.- Producción de dextrana por Leuconostoc 
mesenteroides subesp. mesenteroides en 
Biorreactor Aireado -Agitado
2.2.4.1.- Obtención del inóculo 
El cultivo puro L. mesenteroides subsp. mesenteroides 
se reactivó en una placa Petri con Agar MSE a pH 6,7 y 
se incubó a 30±1°C por 48 horas. 
Una vez detectado el crecimiento microbiano, se realizó 
una coloración Gram para evaluar la pureza del inoculo. 
Luego se realizó una suspensión en solución salina 
fisiológica estéril y se inoculó 10 ml en un matraz 
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conteniendo 90 ml de Caldo MSE modificado (sacarosa 
comercial), obteniéndose un inóculo equivalente al 
10% del volumen total del medio de producción. (Caro, 
2013).
2.2.4.2.- Proceso fermentativo
El proceso fermentativo se realizó en un Biorreactor 
Aireado-Agitado que contenía 900 mL de caldo Mayeux 
con sacarosa comercial (10 gL-1), adicionalmente se 
depositó 100 mL (10 % v/v) del inóculo bacteriano 
(1,6 x 10-8) incubándose a 30 °C, durante 74 horas. 
(Fuentes et al., 2013), luego se tapó herméticamente 
el biorreactor iniciándose el bioproceso a pH 7,2 
temperaturas a 30 °C, 0.5 + vvm de aireación estéril, 
con 200 rpm por 4, 10,22,28,48 y 75 horas. (Pinchi 
et al., 2017).
2.2.4.3.- Tratamiento y precipitación de la goma 
dextrana
Terminado el bioproceso, se extrajo el medio de 
producción fermentado aproximadamente 200 mL se 
le agrego etanol al 80%. Se centrifugó a 4500 rpm por 
5 minutos, luego se extrajo el precipitado, y se lo colocó 
en papel caramelo previamente tarado, se secó en 
estufa a 55°C por 4 horas, finalmente se pesó (Pinchi 
et al., 2017).
2.2.5.- Análisis de la goma dextrana producida por 
L. mesenteroides subsp. mesenteroides
2.2.5.1.- Propiedades físicas de la goma dextrana 
a.- Determinación de la densidad y viscosidad
En una probeta de 250 mL se preparó una solución 
de goma dextrana al 1.0 %, y se colocó el densímetro. 
Lopretti (2002). Se realizó una solución colocando un 
gramo de dextrano en 300 ml de NaOH 3 % y se calentó 
a baño María por 3 hr a 90 °C, se dejó reposar por 12 
horas y se filtró la solución ajustándolo a 300 mL con 
NaOH al 3%, determinándose la viscosidad lo cual se 
utilizó un viscosímetro Fungilab modelo Rotacional 
SMART L´PPR 
b.- Determinación de la solubilidad, pH
Se disolvió 10 g de dextrano en polvo en 250 mL de 
agua bidestilada y se evaluó la solubilidad, después 
se determinó el pH de la solución usando el pHmetro 
Thermo Scientific .
c.- FTIR
Se realizó a los polisacáridos un análisis en el 
espectrofotómetro infrarrojo con transformada de 
Fourier FTIR, con el objetivo de identificar los grupos 
funcionales representativos en los materiales obtenidos 
y hacer una aproximación a la química del polímero. Los 
resultados se compararon con el espectro conocido y 
obtenido de un dextrano producido por la cepa NRRL 
P-640.
2.2.6.- Análisis estadístico
El análisis de datos se realizó mediante el coeficiente de 
Kappa para evaluar la concordancia de L. mesenteroides 
subsp mesenteroides según Bergey’s con las cepas 
aisladas en el laboratorio, ya que esta prueba mide el 
grado de concordancia entre dos resultados, es decir 
hasta qué punto coinciden sus valores tomando valores 
entre-1 y +1; mientras más cercano a +1, mayor es el 
grado de concordancia inter observador.
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RESULTADOS
Con respecto a los resultados, L. mesenteroides subsp. mesenteroides creció en el medio de cultivo Agar Mayeux, 
Sandine y Elliker (MSE) a pH 7.2 y un tiempo de incubación de 30°C por 48 horas. a partir de muestras de caña 
de azúcar y fue posible identificar sus características macro y microscópicas propias de la especie, que se aprecian 
en la figura 1, en donde las bacterias se muestran como cocos grampositivos dispuestas en cadenas (vistas al 
microscopio) (A), con colonias gomosas y circulares con bordes definidos, son observables a simple vista (B).
A B
Figura 1. A. Observación microscopia de la coloración gram de la cepa de L. mesenteroides subso. 
mesenteroides LM03 B. Observación macroscópica de las colonias de L. mesenteroides subsp. 
mesenteroides LM03 en Agar MSE.
A partir de las colonias obtenidas se realizó la tinción Gram (+), tinción de endosporas (-), tinción de cápsula 
(+), las pruebas de catalasa y oxidasa (-), siendo la prueba de arabinosa (+) propia de L. mesenteorides subsp. 
mesenteroides (Mora, 1995). Estos resultados fueron comparados con los datos de pruebas bioquímicas 
expuestas en el Manual según Bergey´s para la identificación bioquímica de la cepa aislada (Tabla 1).
Tabla 1. Comparación morfológica y bioquímica de los cultivos aislados del jugo de caña residual con L. 
mesenteroides subsp. mesenteroides según Bergey´s.
Pruebas bioquímicas
L. mesenteroides 
subsp 
mesenteroides 
según Bergey`s
Cepas Experimentales
1 1 (LM01) 2 (LM01) 3 (LM01) 4 (LM01)
Morfología Celular c c c c c
Coloración Gram + + + + +
Coloración de cápsula + + + + +
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Agrupación k k k k k
Formación de Dextrana + + + + -
Hidrolisis al Almidón d D D d -
Caldo Arabinosa 5% + - - + -
Caldo Fructuosa 5% + + + + -
Caldo Glucosa 5 % + + + + +
Caldo Lactosa 5% (d) + + (d) +
Caldo Maltosa 5 % + + + + d
Caldo Manitol 5% d D D d -
Caldo Sacarosa 5 % + + + + -
Catalasa - - - - -
Oxidasa - - - - -
Crecimiento en Agar 
Nutritivo
- - - - -
Crecimiento en Agar 
Hipersaca-rosado
+ + + + +
Crecimiento en Agar 
Mayeux
+ + + + d
Crecimiento en Na Cl 
3%
+ D D + -
Crecimiento en Na Cl 
6.5 %
d - - d -
Crecimiento en Na Cl 
10 %
- - - - -
Coeficiente de Kappa 0,684 0,684 1,000 0,401
% de concordancia 71% 71% 100% 48%
+, 90% o más de cepas son positivas; -, 90% o más de cepas son negativas; d, 11 -89% de cepas son positivas; (d) retardado; 
D, no determinado.
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La curva de producción de dextrano se realizó con las concentraciones de dextrano (g/L) producidos hasta 
las 75 horas de incubación. Esta producción estuvo relacionada directamente con el crecimiento celular de L. 
mesenteroides subsp. mesenteroides. La producción del dextrano se realizó bajo condiciones de fermentación en 
el caldo Mayeux (Figura 2).
Figura 2. Producción de dextrano g/L sintetizado por L. mesenteroides subsp mesenteroides LM03 aislado de jugo de 
caña residual a diferentes tiempos de fermentación. 
30
25
20
15
10
5
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80
D
ex
tr
an
o 
(g
/L
)
Tiempo (horas)
Para evaluar la calidad del dextrano obtenido, se tuvieron en cuenta los parámetros físicos los cuales se muestran 
en la tabla 2.
Tabla 2. Parámetros físicos, químicos de la goma dextrana producida por L .mesenteroides subsp. mesenteroides 
LM03
PARÁMETROS VALORES
Densidad (g/L) 1,041
Viscosidad (cp) 12.9
Elasticidad 40 mm
Solubilidad en agua Regular
pH 6
130
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En la figura 3A se presenta el espectro del dextrano donde las bandas de mayor intensidad y anchura se presentan 
de 1644.25 cm-1 a 2923.99 cm-1, las cuales son la principal característica de las gomas procedentes de 
microrganismos relacionados a la producción de dextrano. El grafico obtenido se comparó con un FT-IR de la cepa 
de L. mesenteroides NRRL B-640 (Figura 3B), con esto fue posible corroborar la producción de dextrano (en el 
proceso fermentativo) por parte de la cepa aislada.
4000 3800 3600 3400 3200 3000 2800 2600 2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
Leido con ATR en Thermo Nicolet IS50 FT-IR
%
 d
e
 t
ra
n
sm
is
ió
n
N° marca de onda (cm-1)
Resultados del espectro
dextran
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLOA
3
2
8
5
.1
3
2
9
74
.1
9
2
9
2
3
.9
9
1
6
4
4
.2
5
1
4
1
7
.1
8
1
3
3
9
.5
2
1
2
7
1
.5
2
1
1
5
0
.5
8
1
0
7
8
.6
1
1
0
0
9
.5
0
9
1
7
.0
1
8
7
8
.5
9
4000.0 3000 2000 1500 1000
6.39
6.2
6.0
5.8
5.6
5.4
5.2
5.0
4.8
4.6
4.4
4.2
4.0
3.8
3.6
3.50
cm-1
%T
B
3434
2928
1639
1407
1268
1154
1103
1020
906
745
Figura 3. A) Espectro del dextrano obtenido a partir de L. mesenteroides subsp. mesenteroides LM03 utilizando FT-IR B) 
FT-IR (KBr) spectrum of dextran produced from the purified dextransucrase from Leuconostoc mesenteroides NRRL B-640.
DISCUSIÓN
Bioprospección de bacterias ácido lácticas...
131
DISCUSIÓN
En la figura 1, se puede observar que L. mesenteroides 
subsp mesenteroides es una bacteria gram positiva de 
forma cocoide ovoide y a menudo forman cadenas, con la 
capacidad de producir polisacáridos llamados dextranos. 
Estos tienen la apariencia de una goma; que se debe a 
que en el exterior de la célula microbiana (glicocálix), se 
forman redes entrecruzadas de cadenas de polímeros 
llamadas exopolisacáridos, los cuales se ponen en 
manifiesto por la producción de mucosidad en las colonias 
y viscosidad en medios líquidos. (Cuesta, 2016). Además, 
los exopolisacáridos permiten que hacen que la bacteria 
se una a superficies y protejan la célula de la fagocitosis, 
predación, desecación, acción de endotoxinas, actuando 
como reservas de carbono y energía (Vatansever, 2005). 
Así mismo, z es capaza de producir dextrano porque 
está presente en un medio que contiene sacarosa, en el 
que las células están creciendo y al mismo tiempo van 
secretando enzimas inducibles llamadas dextransucrasa, 
hidrolizando el exceso de sacarosa produciendo dextrano 
y liberando fructosa al medio. (Romero, 2014; Rodríguez 
y Hanssen, 2007). Por otro lado, esta bacteria al producir 
floculantes naturales ha recibido mucha atención 
científica y biotecnológica en los últimos años debido 
a su alta eficiencia, inocuidad y biodegradabilidad en 
comparación con los floculantes tradicionales. (Zhao et 
al., 2013); minimizando los costos en un proceso de 
remediación, ya que no necesita adicionar nutrientes al 
sistema, por no tener un metabolismo microbiano activo. 
Estas ventajas han hecho que la búsqueda de estos 
microorganismo crezca constantemente, conjuntamente 
con el estudio de sistemas biosorbentes, como emplear 
consorcios microbianos y macromoléculas (polímeros) 
adsorbentes, que podrían incrementar los rendimientos y 
selectividad de la captación de mezclas de contaminantes 
orgánicos e inorgánicos. (Takeda et al., 1992).
En la tabla 1, se puede observar que a partir del jugo 
de caña de azúcar se aislaron 4 presuntas cepas de 
L. mesenteroides, a las cuales se les realizó pruebas 
morfológicas y bioquímicas, que al ser comparadas con 
las claves que se encuentran en el Manual de Bergey’s 
se pudo observar que la cepa LM03 fue la que obtuvo 
un porcentaje de similitud de secuencia del 100% 
con las características que L. mesenteroides subsp 
mesenteroides presenta, confirmando su adscripción con 
la misma, siendocorroborado por la prueba estadística 
de Coeficiente de Kappa que al medir la concordancia 
de las cepas se obtuvo una concordancia perfecta de 
1.000, valor máximo que se puede encontrar en la tabla 
de concordancia de ésta prueba.
En la figura 2, se muestra un aumento proporcional de 
la producción de dextrano conforme avanza el tiempo de 
fermentación, hasta obtener 26.87 g/L en 80 horas de 
bioproceso; con lo antes mencionado, se sustenta que 
los diferentes tiempos de fermentación influyen en la 
producción de dextrano producida por L. mesenteroides 
subsp mesenteroides siendo la máxima producción se 
obtuvo a los 80 horas, mientras que la menor obtención 
de dextrano se obtuvo en a las 10 horas.; esto se 
explica, por la fisiología de L. mesenteroides, pues el 
comportamiento de ésta bacteria es diferente conforme 
avanza el tiempo de crecimiento celular, ya que no es lo 
mismo para la bacteria consumir y crecer en 10 horas 
que en 80 horas (Pinchi, 2017). Estos resultados 
concuerdan con lo dicho por Rodríguez y Hanssen 
(2007), quienes dicen que cuando la fermentación 
enzimática es más o menos 20%, se obtiene una 
concentración de dextrano de 20 g/L; lo cual se confirma 
en sus resultados, mostrando para cada sustrato 
concentraciones mayores a 20 g/L de sacarosa, lo cual es 
adecuado para que se realice el proceso de fermentación 
sin tener que adicionar nutrientes como sacarosa u otra 
fuente de carbono, convirtiendo los residuos en fuentes 
potenciales para desarrollar investigaciones dirigidas a su 
aprovechamiento, además el tiempo en el que se obtiene 
una concentración máxima de dextrano en el medio 
concuerda con el máximo valor de biomasa obtenido, 
revelándose que es un producto asociado parcialmente al 
crecimiento celular; sin embargo, Behravan et. al. (2003) 
cuando realizaron un estudio sobre la producción de 
dextrano a partir de fuentes económicas del país, como 
melazas de remolacha azucarera y extracto de salvado 
de trigo, lograron sólo una concentración de 9,44 g/L de 
dextrano.
132
UCV-Scientia 12(2). 2020
En la tabla 2, se observa las características físico, químicas 
y organolépticas que tiene la goma dextrana producida 
por L. mesenteroides subsp mesenteroides LM03 
aislada en el laboratorio; para lo cual se tuvo que tener 
en cuenta los nutrientes, la humedad, el pH del medio de 
cultivo, la disponibilidad o no de oxígeno, la temperatura 
de incubación, etc. Es decir; se le proporcionó las 
condiciones físicas, químicas y nutricionales adecuadas 
para que puedan multiplicarse de forma controlada; sin 
embargo, dentro de estas características la viscosidad 
es la que se puede ver mayormente afectada debido 
al tipo de estructura molecular y concentración de 
polímeros, por lo que la viscosidad aumentará y a la vez 
el peso molecular de dextrano, también la solubilidad 
del dextrano puede variar de acuerdo con el linaje que 
lo produjo, el grado de ramificación afecta la solubilidad 
del dextrano en agua, con un gran número de enlaces 
1-6 que aumentan la solubilidad del polímero en el agua 
e indican una alta estabilidad en condiciones ácidas y 
alcalinas, mientras que un gran número de conexiones 
disminuye esta solubilización (Elinalva et al., 2012).
En la Figura 3A, se utilizó la espectroscopia de infrarrojo 
utilizando el FT-IR, para seguir cualitativamente la 
formación del biopolímero y realizar comparaciones 
con estándares de una base de datos de polímeros, en 
el que se observó que las bandas de mayor intensidad 
y anchura se presenta de 1644.25 cm-1 a 2923.99 
cm-1, característico en la mayor parte de las gomas 
procedentes de microorganismos (Vidal, 2014); 
pudiendo afirmar que las señales del espectro de FT-IR 
del exopolisacárido fueron siempre repetitivas, lo que 
nos confirma que el proceso de producción es confiable 
y que el microorganismo se mantuvo puro durante todos 
las fermentaciones realizadas, así como lo muestra la 
Figura 3B, que es un FT-IR de la cepa de Leuconostoc 
mesenteroides NRRL B-640.
 Este método analítico se utilizó para obtener los posibles 
grupos funcionales con los que cuenta la estructura y 
compararlos con otros exopolisacárido ya reportadas 
en literatura, ya que el espectro de IR permite obtener 
información estructural de los grupos funcionales que lo 
componen, porque la teoría de la radiación de infrarrojo 
nos dice que frecuencias entre 10000-400 cm-1 es 
absorbida y convertida por una molécula orgánica en 
energía de vibración molecular en donde esta absorción 
es cuantizada; lo cual genera un espectro de bandas, 
por lo que la frecuencia o longitud de onda de absorción 
dependerá de las masas relativas de los átomos, las 
constantes de fuerza de los enlaces y de la geometría 
del átomo. (Orozco, 1999). Así mismo, Shukla et al. 
(2011) a partir del análisis espectral FT-IR encontraron 
que L. mesenteroides NRRL B-1149 contiene dextrano 
con enlaces α-(1→6) lineales y enlaces α-(1→3) 
ramificados; estos últimos enlaces han mostrado 
diversas aplicaciones, como actividades adyuvantes, 
antimicrobianas, antitumorales y protectoras contra 
radiación.
CONCLUSIONES
Se aisló e identificó bioquímicamente a la bacteria de 
Leuconostoc mesenteroides subsp mesenteroides, 
la cual fue capaz de producir polisacáridos llamados 
dextranos que tienen la apariencia de una goma; que 
pueden ser utilizados como un biofloculante de interés 
industrial y biotecnológico.
Se produjo mayor producción de dextrano a las 80 horas 
obteniendo 26.87g/L en donde el tiempo de fermentación 
influye en la producción de dextrano producidas por L. 
mesenteroides subsp mesenteroides, siendo un producto 
parcialmente asociado al crecimiento celular.
Se obtuvo los parámetros físicos químicos del 
biofloculante que lo identifican como dextrano, goma 
producida por L. mesenteroides subsp mesenteroides 
LM03, observándose que la viscosidad es la característica 
más variable, encontrándose que a mayor viscosidad 
mayor peso molecular del dextrano.
Se determinó que el polímero es dextrano utilizándose 
la espectroscopía de infrarrojo, observándose que las 
Bioprospección de bacterias ácido lácticas...
133
bandas de mayor intensidad y anchura se presentaron 
de 1644.25 cm-1 a 2923.99 cm-1, una característica 
que presentan la mayoría de las gomas procedentes de 
microorganismos.
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